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T1 - Verfahrensentwicklung und Anlagenoptimierung beim Recycling von Filterstäuben aus der Eisen- und Stahlindustrie

AU - Schneeberger, Gerald

N1 - nicht gesperrt

PY - 2013

Y1 - 2013

N2 - Das Recycling von Filterstäuben aus dem Bereich der Eisen- und Stahlindustrie gewinnt immer mehr an Bedeutung. Steigende Entsorgungskosten und strengere Deponieauflagen resultieren in einer verstärkten industriellen Nachfrage nach neuen Recyclingprozessen. Ein gesteigertes Nachhaltigkeitsbewusstsein, Hand in Hand mit hohen Wertmetallinhalten in diesen Reststoffen, fördert dabei Forschungsarbeiten und Entwicklungen auf diesem Gebiet. Speziell Zink aber auch Eisen und Blei stellen ökonomische Faktoren bei der Aufarbeitung dieser Filterstäube dar. Die vorliegende Dissertation beinhaltet eine ausführliche Beschreibung der Ergebnisse grundlegender Untersuchungen betreffend chemischer und physikalischer Eigenschaften von Stäuben aus dem LD-Konverter, dem Elektrolichtbogenofen zur Stahlherstellung und dem Kupolofen. Die Darstellung und der Vergleich aktueller Recyclingkonzepte verdeutlicht die derzeitige Marktsituation. Erhebliche Nachteile dieser Verfahren resultieren in der Entwicklung neuer Aufbereitungskonzepte für die genannten Filterstäube. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die Entwicklung eines mehrstufigen Prozessmodelles zum Recycling von hochzinkhaltigen Stahlwerksstäuben. Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrensansatzes im Vergleich zu gängigen Recyclingmaßnahmen beruht auf einer wesentlich höher erzielbaren Zinkoxidqualität, was wiederum in höheren Verkaufspreisen und einem größeren Absatzmarkt resultiert. Daneben ist die simultane Rückgewinnung einer Eisenlegierung kennzeichnend. Speziell grundlegende thermodynamische Berechnungen, Versuchsanordnungen im Induktionsofen und im „Top Blown Rotary Converter“ sowie energetische und wirtschaftliche Bilanzierungen verdeutlichen eine schnelle Amortisation dieses Verfahrens. Weiters erfolgte im Rahmen dieser Dissertation die Behandlung von Nebenprodukten entsprechender Staub-Recyclingprozesse. Diese Reststoffe weisen noch relativ hohe Anteile an Schwermetallen auf, wodurch die Anwendung im Straßenbau und der Zementindustrie im europäischen Raum stark eingeschränkt wird. Unterschiedliche Behandlungsansätze zeigten, dass der Gehalt von Schwermetallen in diesen Reststoffen gesenkt werden kann, was neben der Rückgewinnung von Wertstoffen neue Anwendungsgebiete dieser Schlacken eröffnet.

AB - Das Recycling von Filterstäuben aus dem Bereich der Eisen- und Stahlindustrie gewinnt immer mehr an Bedeutung. Steigende Entsorgungskosten und strengere Deponieauflagen resultieren in einer verstärkten industriellen Nachfrage nach neuen Recyclingprozessen. Ein gesteigertes Nachhaltigkeitsbewusstsein, Hand in Hand mit hohen Wertmetallinhalten in diesen Reststoffen, fördert dabei Forschungsarbeiten und Entwicklungen auf diesem Gebiet. Speziell Zink aber auch Eisen und Blei stellen ökonomische Faktoren bei der Aufarbeitung dieser Filterstäube dar. Die vorliegende Dissertation beinhaltet eine ausführliche Beschreibung der Ergebnisse grundlegender Untersuchungen betreffend chemischer und physikalischer Eigenschaften von Stäuben aus dem LD-Konverter, dem Elektrolichtbogenofen zur Stahlherstellung und dem Kupolofen. Die Darstellung und der Vergleich aktueller Recyclingkonzepte verdeutlicht die derzeitige Marktsituation. Erhebliche Nachteile dieser Verfahren resultieren in der Entwicklung neuer Aufbereitungskonzepte für die genannten Filterstäube. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgte die Entwicklung eines mehrstufigen Prozessmodelles zum Recycling von hochzinkhaltigen Stahlwerksstäuben. Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrensansatzes im Vergleich zu gängigen Recyclingmaßnahmen beruht auf einer wesentlich höher erzielbaren Zinkoxidqualität, was wiederum in höheren Verkaufspreisen und einem größeren Absatzmarkt resultiert. Daneben ist die simultane Rückgewinnung einer Eisenlegierung kennzeichnend. Speziell grundlegende thermodynamische Berechnungen, Versuchsanordnungen im Induktionsofen und im „Top Blown Rotary Converter“ sowie energetische und wirtschaftliche Bilanzierungen verdeutlichen eine schnelle Amortisation dieses Verfahrens. Weiters erfolgte im Rahmen dieser Dissertation die Behandlung von Nebenprodukten entsprechender Staub-Recyclingprozesse. Diese Reststoffe weisen noch relativ hohe Anteile an Schwermetallen auf, wodurch die Anwendung im Straßenbau und der Zementindustrie im europäischen Raum stark eingeschränkt wird. Unterschiedliche Behandlungsansätze zeigten, dass der Gehalt von Schwermetallen in diesen Reststoffen gesenkt werden kann, was neben der Rückgewinnung von Wertstoffen neue Anwendungsgebiete dieser Schlacken eröffnet.

KW - Stahlwerksstäube

KW - Filterstäube

KW - Kupolofenstäube

KW - BOFD

KW - LD-Stahlwerksstäube

KW - EAFD

KW - Elektrolichtbogenofenstäube

KW - TBRC

KW - Top Blown Rotary Converter

KW - Charakterisierung

KW - Recycling

KW - Steel Mill Dusts

KW - Cupola Dusts

KW - BOFD

KW - Basic Oxygen Furnace Dusts

KW - EAFD

KW - Electric Arc Furnace Dusts

KW - TBRC

KW - Top Blown Rotary Converter

KW - Characterisation

M3 - Dissertation

ER -